爆破作為露天開(kāi)采工藝系統(tǒng)中重要一環(huán)，爆破質(zhì)量不但直接影響鏟裝設(shè)備的效率，也影響其它采礦工序的正常進(jìn)行。同時(shí)對(duì)露天開(kāi)采技術(shù)，開(kāi)采成本也有很大的影響。不同的采礦條件、開(kāi)采方法、開(kāi)采規(guī)模、開(kāi)采強(qiáng)度，以及開(kāi)采的不同階段都會(huì)對(duì)爆破質(zhì)量與技術(shù)提出不同的的要求。
一、巖體爆破特征
爆破破巖過(guò)程中，有三方面的因素起著重要作用:巖體的性質(zhì)及自然條件；炸藥在巖體中的實(shí)際性能；孔網(wǎng)參數(shù)和延時(shí)起爆網(wǎng)路。炸藥在巖體中爆炸后，產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波和高溫高壓氣體，使巖石破碎，完成了炸藥爆炸能量轉(zhuǎn)換至礦巖石破碎“系統(tǒng)的功能”。爆破破巖系統(tǒng)除具有與一般系統(tǒng)共性的基本特征之外，還具有以下明顯特征：
1.相關(guān)性
影響爆破破巖過(guò)程的所有因素，如巖體條件、炸藥性能、孔網(wǎng)參數(shù)等之間，存在著有機(jī)的錯(cuò)綜復(fù)雜的聯(lián)系，它們相互依賴、相互制約、相互作用，而且能根據(jù)邏輯統(tǒng)一的要求，構(gòu)成具有一定破碎度的破巖功能的系統(tǒng)。
2.瞬時(shí)性
炸藥本身的爆炸歷時(shí)極短，如2.5kg炸藥爆轟過(guò)程的完成時(shí)間約為20微秒。對(duì)露天礦臺(tái)階深孔爆破而言，鼓包后約20-40毫秒開(kāi)始移動(dòng)，整個(gè)臺(tái)階爆落也僅在分鐘的量級(jí)內(nèi)。
3.隨機(jī)性
臺(tái)階爆破破碎的對(duì)象是自然地質(zhì)體，受外力地質(zhì)作用和地質(zhì)構(gòu)造作用影響，地質(zhì)體在整體上遵循一定的規(guī)律，但常常有隨機(jī)性。露天礦臺(tái)階爆破質(zhì)量以及影響因素之間存在概率統(tǒng)計(jì)規(guī)律。
4.模糊性
“模糊性”主要指客觀事物差異的中間過(guò)渡中的“不分明性”。巖體爆破難易程度，具有典型的模糊性的事物特征。爆破破巖系統(tǒng)遵循模糊性邏輯規(guī)律。
爆破巖體力學(xué)性質(zhì)、巖體構(gòu)造、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件復(fù)雜多變，炸藥品種、使用方法、使用條件的變化，性質(zhì)也會(huì)發(fā)生變化，爆破做功是瞬間完成不可逆化學(xué)過(guò)程。從爆破破巖系統(tǒng)性特征可以看出，爆破破巖過(guò)程是一個(gè)在空間上和時(shí)間上十分復(fù)雜的多元系統(tǒng)。
二、爆破設(shè)計(jì)
國(guó)內(nèi)某露天礦，具有開(kāi)采強(qiáng)度大，采剝工程量大，設(shè)備能力大，機(jī)械化程度高等特點(diǎn)，礦山巖體整體性好，難于爆破，存在突出硬巖爆破問(wèn)題，影響爆破質(zhì)量主要是難爆巖體，提高爆破質(zhì)量實(shí)質(zhì)就是要減少大塊和根底。
根據(jù)爆破理論和某露天礦現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐與調(diào)查研究，大塊主要出現(xiàn)在以下部位：臺(tái)階上部的臨空面及孔口部位；孔網(wǎng)參數(shù)偏大的中心部位；底盤抵抗線過(guò)大的臺(tái)階根部及盲炮部位周圍。根底主要出現(xiàn)在底盤抵抗線偏大的臺(tái)階根部；孔網(wǎng)參數(shù)較大的中間部位的臺(tái)階底部；炮孔超深不足的臺(tái)階巖體底部及盲炮部位。
1.產(chǎn)生原因
（1）爆破排數(shù)過(guò)多。根據(jù)某露天礦電鏟采掘規(guī)格，爆堆寬度應(yīng)以45m寬為宜。爆堆寬度大，后排鉆孔巖石夾制增大，巖體爆破位移減小，留下前低后高的根底。
（2）超深變化大。由于個(gè)別炮孔超深偏大，藥柱重心下降，臺(tái)階上部巖體易產(chǎn)生過(guò)多大塊，爆破中的爆堆表面經(jīng)?？煽吹綆в信诳缀圹E的大塊。如果超深偏小，臺(tái)階底部礦巖受炸藥能量作用減少，爆后往往出現(xiàn)根底。
造成超深偏小原因有很多，最常見(jiàn)的是移鉆機(jī)時(shí)孔口坍塌，下雨或振動(dòng)引起孔口巖粉進(jìn)入鉆孔；采掘不干凈留有過(guò)多前次爆破破碎巖量，推土機(jī)清理時(shí)又無(wú)能無(wú)力，只好推平，致使鉆機(jī)鉆孔困難，成孔提鉆時(shí)浮石回落堵塞孔底，造成超深偏小。
（3）孔網(wǎng)參數(shù)偏大。在孔網(wǎng)參數(shù)偏大的中間部位，藥柱破壞和作用較小，爆后大塊增多或出現(xiàn)根底。
（4）孔網(wǎng)參數(shù)不均。由于鉆孔和底板地質(zhì)條件等原因，抵抗線和孔行距排列不當(dāng)，個(gè)別鉆孔負(fù)擔(dān)面積偏大，能采取的補(bǔ)救措施有限，爆后易出現(xiàn)大塊及根底。
（5）底盤抵抗偏大。受爆破后沖及巖層傾角影響，使臺(tái)階坡面角減小，加之鉆機(jī)安全作業(yè)距離的限制，爆破后在臺(tái)階根部出現(xiàn)根底。
（6）充填質(zhì)量欠佳。鉆孔充填物中含有石塊，鉆孔被石塊卡住，爆破能量過(guò)早上逸，使底部巖體破碎欠佳。水孔裝藥不當(dāng)，炸藥輸送軟管未插到孔底或軟管提升過(guò)快，水未被排出，炸藥未沉到孔底。
（7）節(jié)理裂隙方向。當(dāng)爆破面與巖層走向斜交或垂直時(shí)，節(jié)理裂隙對(duì)爆破影響明顯。地質(zhì)條件不利，尤其較大的節(jié)理裂隙，對(duì)臺(tái)階上部的巖體影響更為明顯，這種半散體巖體非常難爆，大塊率高并易產(chǎn)生飛石。
（8）爆破器材問(wèn)題。主要是炸藥質(zhì)量不穩(wěn)定，特別是乳化炸藥質(zhì)量波動(dòng)較大?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果，優(yōu)質(zhì)乳化炸藥爆速達(dá)5000m/s，劣質(zhì)乳化炸藥僅為2000～3000m/s；其次是起爆能力不足；再之是裝藥結(jié)構(gòu)和爆破方法不當(dāng)。
2.爆破設(shè)計(jì)思路
（1）爆破性評(píng)價(jià)
爆破性評(píng)價(jià)最終應(yīng)為巖體爆破性評(píng)價(jià)，即為一定性質(zhì)的巖石在特定條件下的爆破性，評(píng)價(jià)內(nèi)容包括兩個(gè)方面：一是巖石的爆破性；二是巖體的爆破性。巖石爆破性以巖石的強(qiáng)度為主要依據(jù)，包括巖石密度、容重、孔隙率、波阻抗、單軸抗壓強(qiáng)度等。巖體爆破性與巖石性質(zhì)有關(guān)，也與巖體結(jié)構(gòu)密切關(guān)聯(lián)，評(píng)價(jià)巖體爆破性應(yīng)從巖體構(gòu)造特征對(duì)爆破過(guò)程產(chǎn)生的影響上綜合評(píng)判。根據(jù)可爆性評(píng)判分級(jí)的要求，可采用地質(zhì)賦存特征調(diào)查、巖石試件測(cè)定、巖體聲波探測(cè)以及漏斗爆破等方法，進(jìn)行巖體力學(xué)、聲學(xué)參數(shù)、爆破漏斗參數(shù)、巖體構(gòu)造與爆破漏斗、破碎塊度等的關(guān)系方面進(jìn)行試驗(yàn)評(píng)價(jià)。
（2）孔網(wǎng)參數(shù)。為了使爆破巖體能量均勻分布，在某露天礦采用方形布孔，斜線起爆方式，即“寬孔距小抵抗線”的布孔方式，擴(kuò)大孔行距，擴(kuò)大炮孔密集系數(shù)。當(dāng)頭排孔底盤抵抗線大時(shí)，加密鉆孔克服臺(tái)階較大的底盤抵抗線，減少根底。
爆破規(guī)模對(duì)大塊的產(chǎn)生有很大的影響，絕大部分大塊產(chǎn)生在第一排鉆孔。對(duì)于有條件的區(qū)域適當(dāng)?shù)臄U(kuò)大爆破規(guī)模，增加排數(shù)減少銜接次數(shù)。
（3）炸藥單耗。從炸藥與巖石匹配的觀點(diǎn)來(lái)看，難爆的硬巖，需要高效或較多的炸藥去破碎，即增加炸藥單耗是有效地解決硬巖破碎質(zhì)量的手段。例如美國(guó)的巴格達(dá)德露天礦的原則是抓好爆破，使電鏟只裝不挖，減少設(shè)備損耗，提高生產(chǎn)效率；蘇聯(lián)新克里沃羅格露天礦在改進(jìn)爆破技術(shù)的同時(shí)，增加炸藥單耗，使大于400mm大塊降低到7.3～13%。他們認(rèn)為，這樣做算總賬是合適的，因?yàn)檩^好的爆破塊度組成和松散的爆堆可提高采掘運(yùn)輸設(shè)備效率，減少采裝，運(yùn)輸成本。
（4）根據(jù)地質(zhì)條件及時(shí)調(diào)整孔網(wǎng)參數(shù)。對(duì)臺(tái)階巖層為軟、硬互層，堅(jiān)硬程度變化很大時(shí)，采用分段裝藥實(shí)施爆破作業(yè)；對(duì)破碎帶區(qū)域，節(jié)理裂隙發(fā)育區(qū)域，爆炸氣體會(huì)從節(jié)理裂隙逸出，這些都會(huì)造成炸藥能量利用率降低，往往容易產(chǎn)生大塊根底，必須要縮小孔網(wǎng)，增加裝藥量；對(duì)爆破破碎主爆破炮孔孔口部分的堅(jiān)硬巖石，采用在大直徑主炮孔之間，鉆鑿小直徑輔助炮孔。
（5）確定合理的微差間隔時(shí)間。合理的微差間隔時(shí)間是關(guān)系到爆破質(zhì)量的重要問(wèn)題。在某露天礦采取了增加延期間隔，原來(lái)的9ms, 15ms, 30ms，改為硬砂巖60～70 ms，頁(yè)巖75～100ms。調(diào)整斜切起爆線與主節(jié)理的關(guān)系，盡可能與主節(jié)理垂直。
（6）采用裝藥爆破技術(shù)。預(yù)裝藥爆破技術(shù)是解決高開(kāi)采強(qiáng)度下，爆破量與炸藥生產(chǎn)能力之間矛盾的有效技術(shù)措施，裝藥爆破技術(shù)指在大區(qū)爆破時(shí)，在全部鉆孔完成之前，預(yù)先在驗(yàn)收合格鉆孔中裝藥。預(yù)裝藥爆破技術(shù)實(shí)質(zhì)是采用鉆孔、裝藥、充填平行作業(yè)方式進(jìn)行爆區(qū)準(zhǔn)備，待整個(gè)爆區(qū)形成后再統(tǒng)一連線起爆，變集中裝藥為分散裝藥，實(shí)現(xiàn)大區(qū)爆破和多工作面同時(shí)起爆，減少爆破次數(shù)，保證生產(chǎn)能力穩(wěn)定。
預(yù)裝藥爆破技術(shù)在某露天礦得到全面應(yīng)用，爆破效果良好，預(yù)裝時(shí)間可達(dá)3～7天,爆破次數(shù)由原來(lái)的每天1～2次，減少到每周3～4次。從實(shí)際爆破生產(chǎn)調(diào)查與實(shí)踐測(cè)試結(jié)果看：炸藥在鉆孔中存放7天以內(nèi)仍能可靠爆轟，說(shuō)明預(yù)裝藥爆破工藝完全可行；預(yù)裝時(shí)間超過(guò)7天，多數(shù)鉆孔炸藥含油率有一定程度下降，炸藥威力有損失，實(shí)際爆破中有時(shí)出現(xiàn)“黃煙”現(xiàn)象也證實(shí)這一點(diǎn)；第一排鉆孔及老巷、采空區(qū)、高溫區(qū)不適合預(yù)裝藥爆破，雨季或鉆孔潮濕、有水，裝藥后應(yīng)及時(shí)起爆。
三、爆破施工
爆破施工基本思路：
（1）按設(shè)計(jì)孔位施工，鉆孔工作面要推平整，表面的浮石要推干凈，避免孔口浮石堵孔，鉆孔時(shí)要避免夾鉆、斷鉆、掉鉆等廢孔事故。
（2）裝藥前，認(rèn)真校核每孔的孔深確定裝藥量，按設(shè)計(jì)藥量進(jìn)行裝藥，裝藥時(shí)水孔要確保軟管下到孔底。
（3）裝藥時(shí)，嚴(yán)禁車輛碾壓炮孔和爆破器材；填塞時(shí)，嚴(yán)禁將石塊、鐵器沖入孔內(nèi)，選擇合適的充填方法和控制適當(dāng)?shù)某涮顣r(shí)間。
（4）連線時(shí)，認(rèn)真連接、檢查，以防漏連和錯(cuò)連，導(dǎo)爆索、導(dǎo)爆管及雷管和起爆藥柱的連接要牢靠。
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